输入和输出处理（一）

任务1使用I/O操作文件
关键步骤如下。
➢使用File类操作文件或目录属性。
➢使用FileInputStream 类读文本文件。
➢使用FileOutputStream类写文本文件。
➢使用BufferedReader类和FileReader类读文本文件。
➢使用BufferedWriter类和FileWriter类写文本文件。
➢使用DataInputStream类读二进制文件。
➢使用DataOutputStream类写二进制文件。
➢重定向标准I/O。

操作文件或目录属性

在计算机中，通常使用各种各样的文件来保存数据，如何在Java程序中操作这些文件呢? java.io 包提供了一些接口和类， 对文件进行基本的操作，包括对文件和目录属性的操作、对文件读写的操作等。首先学习如何使用File类操作文件或目录。
File对象既可表示文件，也可表示目录，在程序中一个File对象可以代表一个文件或目录。利用它可用来对文件或目录进行基本操作。它可以查出与文件相关的信息，如名称、最后修改日期、文件大小等。
File类的构造方法如表3-1所示。

表3-1 File类的构造方法

方法	说明
File(String pathname)	用指定的文件路径构造文件
File(String dir, String subpath)	在指定的目录下创建指定文件名的文件。dir参数指定目录路径，subpath参数指定文件名
File(File parent, String subpath)	根据一个文件对象和一个字文件构造文件对象parent 参数指定目录文件，subpath参数指定文件名

File类的常用方法如表3-2所示。
表3-2 File类的常 用方法

方法	说明
boolean exists(）	测试文件是否存在
String getAbsolutePath（）	返回此对象表示的文件的绝对路径名
String getName（）	返回此对象表示的文件的名称
String getParent(）	返回此File对象的路径名的上一级，如果路径名没有上一级，则返回null
boolean delete()	删除此对象指定的文件
boolean createNewFile()	创建空文件，不创建文件夹
boolean isDirectory()	测试此File对象表示的是否是目录
boolean mkdir()	创建一个目录，它的路径名由当前File对象指定
boolean mkdirs()	创建包括父目录的目录

使用File类操作文件和目录属性的步骤一般如下。
(1)引入File类。

import java.io.File;

(2)构造一个文件对象。

File file=new File("text.txt");

(3)利用File类的方法访问文件或目录的属性，具体使用如下。

file.exists();//判断文件或目录是否存在
file.isFile();//判断是否是文件
file.isDirectory();//判断是否是目录
file.getName();//获取文件或目录的名称
file.getPath();//获取文件或目录的路径
file.getAbsolutePath();//获取文件或目录的绝对路径
file.lastModified();//获取文件或目录的最后修改日期
file.length();//获取文件或目录的大小，单位为字节

注意
File类有许多方法，对于这些方法不需要死记硬背，编程时若用到相关的方法，查看API 即可。

示例1
使用File类创建和删除文件。
实现步骤如下。
1)引入File类。
2)构造一个文件对象。
3)调用File 类的方法创建和删除文件。
关键代码:

import java.io.File;
import java.io.IOException;

class FileMethods {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建和删除文件
        FileMethods fm = new FileMethods();
        File f = new File("D:/data/d1.txt");
        fm.create(f);
        fm.delete(f);
    }

    //创建文件的方法
    public void create(File file) throws IOException {
        if (!file.exists()) {
            file.createNewFile();
        }
    }

    //删除文件的方法
    public void delete(File file) throws IOException {
        if (file.exists()) {
            file.delete();
        }

    }
}

注意
①写文件名时要注意后缀，如test.doc、test.java 及test.txt 是3个不同的文件
②构造File类对象时，会区分文件或目录名称的大小写

认识Java的流

前面讲述了如何利用java.io包的File类对文件或目录的属性进行操作，但File 类不能访问文件的内容，即不能从文件中读取数据或往文件里写数据。下面介绍文件的读写操作。
读文件是指把文件中的数据读取到内存中。反之，写文件是把内存中的数据写到文件中。那通过什么读写文件呢?答案就是流。

流是指一串流动的字符， 是以先进先出的方式发送和接收数据的通道


流分为输入流和输出流，如上图所示。输入/输出流是相对于计算机内存来说的，如果数据输入到内存，则称为输入流，如果从内存中输出则称为输出流。Java 的输出流主要由OutputStream和Write作为基类，而输入流则主要由InputStream和Reader作为基类。

在java.io包中，封装了许多输入/输出流的API。在程序中，这些输入/输出流类的对象称为流对象。可以通过这些流对象将内存中的数据以流的方式写入文件，也可以通过流对象将文件中的数据以流的方式读取到内存。

构造流对象时往往会和数据源(如文件)联系起来。数据源分为源数据源和目标数据源。输入流关联的是源数据源；输出流关联的则是目标数据源。

输入/输出流又分为字节流和字符流两种形式，如上图所示。

字节流是8位通用字节流，其基本单位是字节。字节流的基类是InputStream类和OutputStream类，它们是抽象类。
字符流是16位Unicode字符流，基本单位是 Unicode字符。字符流最适合用来处理字符串和文本，因为它们支持国际上大多数的字符集和语言。字符流的基类是Reader类和Writer类，它们也是抽象类。

一个被访问的流的基本特征都是通过实现这4个抽象类的方法来建立的。这些类的常用方法分别如表3-3至表3-6所示。

表3-3 InputStream类 的常用方法

方法	说明
int read(）	从输入流中读取下一个字节数据
int read(byte[] b)	从输入流中读取数据，并将数据存储在缓冲区数组b中，返回实际读取的字节数
int read(byte[] b,int off,int len)	从输入流中读取最多len长度的字节，保存到字节数组b中，保存的位置从off开始
void close（）	关闭输入流

InputStream类的常用子类有FileInputStream,用于从文件中读取数据。

表3-4 OutputStream类的常 用方法

方法	说明
void write(int c)	将指定的字节数据写入此输出流中
void write(byte[] buf)	将数组buf中的所有字节写入此输出流中
void write(byte[] b,int off,int len)	将字节数组中从偏移量of开始的长度为Ien的字节数据输出到输出流中
void close()	关闭输出流

OutputStream 类的常用子类为FileOutputStream用于向文件写数据。
表3-5 Reader类的常用方法

方法	说明
int read()	从输入流中读取单个字符，返回所读取的字符数据
int read(byte[] c)	从输入流中最多读取c.length个字符，保存到字符数组c中，返回实际读取的字符数
int read(char[] c,int off,int len)	从输入流中读取最多len个字符，保存到字符数组c中，保存的位置从off位置开始，返回实际读取的字符数
void close()	关闭流

Reader类的常用子类为BufferedReader,接受Reader对象作为参数，并对其添加字符缓冲器。

表3-6 Writer类 的常用方法

方法	说明
void write(String str)	将str字符串里包含的字符输出到指定的输出流中
void write(String str,int off,int len)	将str字符串里从off位置开始，长度为len的多个字符输出到输出流中
void close()	关闭输出流
void flush()	刷新输出流

Writer类的常用子类为BufferedWriter,用于将数据缓冲到字符输出流。

注意
①在操作上字节流与字符流有一个区别，字符流在操作时使用了缓冲区(内部存储器)，而字节流在操作时直接操作文件，不会使用缓冲区。
②所有的这些方法在出现错误时都会抛出IOException异常。

由于最常见的文件读写是对文本文件和二进制文件的读写，下面将从这两个方面进行讲述。

读写文本文件

通常可以使用java.io包里的流读写文本文件。

1.使用字节流读写文本文件

(1) 使用字节流类FileInputStream读文本文件

FilelmputStream称为文件输入流，它是字节输入流InputStream抽象类的一个子类，它的作用是将文件中的数据输入到内部在储器(简称内存)中，可以利用它来读取文本文件中的数据，其具体实现步骤如下。
1)导入相关的类。

import. java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.FileInputStream;

2)构造一个文件输入流对象。

InputStream fileObject=new FlieInputStream("text.txt");

此时的文件输入流对象fileObject就和源数据源( text.txt文件)关联起来。

3)利用文件输入流类的方法读取文本文件的数据。

//可读取的字节数
fileObject.available();
//读取文件的数据
fileObject.read();

4)关闭文件输入流对象。

fileObject.close();

下们通过示例2学习如何利用FileInputStream类读取文本文件的数据。
示例2
使用FileInputStream类读取文本文件的数据。
实现步骤如下。
①引入相关类。
②在C盘下创建目录myDoc,并在此目录下创建文件helo.txt,文件中保存的内容为“abc"。
③创建流对象。
④调用read()方法读取数据。
⑤关闭流对象。
关键代码:

public class FileInputStreamTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建流对象
        FileInputStream fis = new FileInputStream("C:/myDoc/hello.txt");
        int data;
        System.out.println("可读取的字节数:" + fis.available());
        System.out.print("文件内容为:");
//循环读数据
        while ((data = fis.read()) != -1) {
            System.out.print(data + " ");
        }
//关闭流对象
        fis.close();
    }
}

示侧2演元了使用FileInputStream类读取文本文件中的数据的步骤，但是读出的内容与文件中保存的内容并不致，文件中保存了"abc”, 而输出的结果是97 98 99，这是什么原因呢?如何正确地输出文件中的内容呢?读者可以先思考下。
注意
使用FileInputStream类读文件数据时应注意以下几个方面。
①read()方法返回整數，如果读取的是字符串， 需进行强制类型转换。
②流对象使用完毕后需要关闭。

(2)使用字节流类FileOutputStream写文本文件

FileOuputStream称为文件输出流，它是字节输出流OutputStream抽象类的子类，它的作用是把内存中的数据输出到文件中，可以利用它把内存中的数据写入到文本文件中，具体实现步骤如下。
1)引入相关的类。
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.io.FileOutputStream;

2)构造一个文件输出流对象。

OutputStream fos=new FileOutputStream("text.txt");

此时的文件输出流对象fos就和目标源数据源(text.txt文件)关联起来了。

3)利用文件输出流的方法把数据写入到文本文件中。

String str="好好学习Java";
byte[] words=str.getBytes();
//利用write方法将数据写入到文件中去
fos.write(words, 0, words.length);

4)关闭文件输出流。

fos.close();

下面通过示例3学习FileOutputStream类的用法。
示例3
使用FileOutputStream类向文本文件中写入数据。
实现步骤如下。
①引入相关类。
②创建流对象。
③调用write()方法写入数据到文件中。
④关闭流对象。
关键代码:

 try

    {
        String str = "好好学习Java";
        byte[] words = str.getBytes();//字节数组
        //   创建流对象，以追加方式写入文件
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:/myDoc/hello.txt", true);
//写入文件
        fos.write(words, 0, words.length);
        System.out.println("文件已更新!");
        fos.close(); //1 关闭流
    }catch(
    IOException obj)

    {
        System.out.println("创建文件时出错");
    }
}

示例3执行完毕后，“好好学习Java"这个字符串会写入hello.txt文件中，并且新写入的内容会追加在原有内容的后面。默认情况下，向文件写数据时将覆盖文件中原有的内容。
代码FileOutputStream fos=new FileOutputStream(“C:\myDoc\hello.txt” ,true);中第二个参数为true,表示在文件末尾添加数据，并且如果hello.txt这个文件不存在，程序运行后，将首先创建此文件然后写入数据。

注意
使用FileOutputStream 类读文件数据时应注意以下几个方面:
①在创建FileOutputStream 实例时，如果相应的文件并不存在，就会自动创建一个空的文件。
②如果参数file或name表示的文件路径存在，但是代表一个文件目录，则此时会抛出FileNotFoundException 类型的异常。
③默认情况下，向文件写数据时将覆盖文件中原有的内容。

2.使用字符流读写文本文件

(1)使用字符流类BufferedReader和FileReader读文本文件

BufferedReader和FileReader两个类都是Reader抽象类的子类，它们可以通过字符流的方式读取文件，并使用缓冲区，提高了读文本文件的效率。读取文本文件的具体步骤如下。
1)引入相关的类。

import java.io.FileReader;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;

2)构造一个BufferedReader对象。

FileReader fr= new Fileader("mytest.txt");
BufferedReader br=new BuferedReader(fr);

3)利用BufferedReader类的方法读取文本文件的数据。

br.readLine();//读取一行数据，返回字符串

4)关闭相关的流对象，

br.close();
fr.close();

下面通过示例4学习BufferedReader类和FileReader类的用法。
示例4
使用BufferedReader类和FileRear类读取文本文件数据。
实现步骤如下。
①引入相关类。
②创建流对象。
③调用readLine(方法读取数据。
④关闭流对象。
关键代码:

  try

    {
        //创建一个 FileReader对象
        FileReader fr = new FileReader("C:\\myDoc\\hello.txt");
        //创建一个 BufferedReader 对象
        BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
        //读取一行数据
        String line = br.readLine();
        while (line != null) {
            System.out.println(line);
            line = br.readLine();
//关闭流
            br.close();
            fr.close();
        }catch(IOException e){
        System.out.println("文件不存在!");

    }
    }

(2)使用字符流类BufferedWriter和FileWriter写文本文件

BufferedWriter和FileWriter都是字符输出流Writer 抽象类的子类，它们可以通过字符流的方式并通过缓冲区把数据写入文本文件，提高了写文本文件的效率。把数据写入文本文件的具体操作步骤如下。
1)引入相关的类。

import java.io.FileWriter ;
import java.io.BufferedWriter ;
import java.io.IOException;

2)构造一个BufferedWriter对象。

FileWriter fw= new FileWriter( "mytest.txt");
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(fw);

3)利用BufferedWriter类的方法写文本文件。

bw.wite("hello");

4)相关流对象的清空和关闭。

bw.flush(),
bw.close();
fw.close();

下面通过示例5学习BufferedWriter类及FileWriter 类的用法。
示例5
使用BufferedWriter及FileWriter对象向文本文件中写数据，并将写入文件的数据读取出来显示在屏幕上。
实现步骤如下。
①引入相关类。
②创建流对象。
③调用write() 方法写数据。
④调用flush()方法刷新缓冲区。
⑤读取写入的数据。
⑥关闭流对象。
关键代码:

 try

    {
//创建一个FileWriter 对象
        FileWriter fw = new FileWriter("C:\\myDoc\\hello.txt");
//创建一个 BufferedWriter 对象
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);
//写入信息
        bw.write("大家好! ");
        bw.write("我正在学习BufferedWriter。 ")
        bw.newLine();
        bw.write("请多多指教! ");
        bw.newLine();
        bw.flush();
//刷新缓冲区
        bw.close();
        fw.close();
//关闭流
    }catch(
    IOException e)
//读取文件内容同示例4代码，此处省略
    {
        System.out.println("文件不存在!");
    }